RU2137664C1

RU2137664C1 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2137664C1
Application number: RU98119210A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: shipbuilding; submerged vessels breaking ice cover by resonance method. SUBSTANCE: during motion of submerged vessel at resonance speed, boundary layer of liquid is blown off upper portion of ship's skin by means of pump located inside vessel in water flow passage. Water suction portion of this passage is located in fore extremity of vessel and outlet of passage is located at trough of flexural gravitational wave. EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking due to increased height of flexural gravitational wave. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным способом при всплытии в сплошном льду. The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines sailing in ice conditions and destroying the ice cover in a resonant way when surfacing in solid ice.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), определенной высоты, возбуждаемыми подводным судном (В.М.Козин, А.В. Онищук. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. - ПМФТ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994, N 2, с. 78 - 81) [1]. The prior art is known from the method of ice cover destruction by resonant bending-gravitational waves (IGW), of a certain height, excited by an underwater vessel (V.M. Kozin, A.V. Onishchuk. Model studies of wave formation in a continuous ice cover from the movement of an underwater vessel. - ПМФТ , Novosibirsk, VO "Nauka", 1994, N 2, pp. 78 - 81) [1].

Известный способ осуществляется следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонасной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждения ИГВ максимальна.The known method is as follows. The vessel floats to a safe depth and moves under ice with a resonant speed V _p , i.e. at the speed at which the height of the excitation of IGV is maximum.

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и водоизмещением последнего [1]. The disadvantage of this method is the limited height of the IHV, i.e. their ice-breaking capacity, which at the resonant speed of the vessel is determined by the depth and displacement of the latter [1].

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности разрушения ледяного покрова. The task of the invention is to increase the effectiveness of the destruction of the ice cover.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна. The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the height of the IHV at a constant resonant speed and depth of the ship.

Существенные признаки, характеризующие изобретение. The essential features characterizing the invention.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью. Restrictive: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by exciting IGW in ice when the vessel moves under ice at a resonant speed.

Отличительные: во время движения судна дополнительно осуществляют сдувание пограничного слоя жидкости в верхней части судовой обшивки с помощью насоса, расположенного внутри судна в водопроточном канале, при этом водозаборная часть канала располагается в носовой оконечности судна, а выход канала - в месте расположения подошвы ИГВ. Distinctive: while the vessel is moving, the boundary layer of liquid is additionally blown off at the top of the ship skin using a pump located inside the vessel in the water flow channel, while the water intake part of the channel is located in the bow of the vessel, and the channel exit is at the location of the IGV sole.

Сдувание пограничного слоя увеличивает скорость обтекания корпуса, что в свою очередь в соответствии с законом Бернулли

где P - давление в жидкости:
ρ,V - плотность и скорость жидкости соответственно,
приведет к уменьшению давления в районе выходного канала, т.е. в области расположения подошвы ИГВ увеличит прогиб льда, т.е. высоту ИГВ.Blowing off the boundary layer increases the flow around the body, which, in turn, in accordance with Bernoulli’s law

where P is the pressure in the liquid:
ρ, V are the density and velocity of the fluid, respectively,
will lead to a decrease in pressure in the area of the outlet channel, i.e. in the area of the foot of the IHV, the ice deflection will increase, i.e. IHV height.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то включают насос, расположенный внутри судна в водопроточном канале. Водозаборную часть канала выполняют в носовой оконечности судна, а выход - в верхней части судовой обшивки в месте расположения подошвы ИГВ. Расположение выхода канала под подошвой ИГВ при работающем насосе увеличит скорость обтекания корпуса судна в этом месте и приведет к падению давления, что в свою очередь увеличит высоту ИГВ и уровень изгибных напряжений в ледяном покрове, т.е. ледоразрушающая способность судна возрастает. Under the ice cover, a submarine begins to move at a resonant speed [1]. If the height of the excited IGW turns out to be insufficient to destroy the ice, then turn on the pump located inside the vessel in the water flow channel. The water intake part of the channel is performed in the fore end of the vessel, and the outlet is in the upper part of the ship skin at the location of the foot of the IHV. The location of the channel exit under the IGV sole with the pump running will increase the flow velocity around the vessel’s hull at this point and lead to a pressure drop, which in turn will increase the IGV altitude and the level of bending stresses in the ice cover, i.e. the ice breaking capacity of the ship is increasing.

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема реализации предлагаемого решения. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the implementation of the proposed solution.

Под ледяным покровом 1 начинает движение подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p. Если высота возбуждаемых ИГВ h₁ окажется недостаточной для разрушения льда, то включают насос 3, расположенный внутри судна в водопроточном канале 4. Сдувание пограничного слоя жидкости в области 5 увеличивает скорость обтекания судовой обшивки в месте расположения подошвы ИГВ, что вызовет увеличение высоты ИГВ до значения h₂, т.е. повысит ледоразрушающую способность судна.Under the ice cover 1 begins the movement of the submarine 2 with a resonant speed V _p . If the height of the excited IGV h ₁ is insufficient to break the ice, then turn on the pump 3, located inside the vessel in the water flow channel 4. Blowing off the boundary layer of liquid in region 5 increases the speed of flow around the ship skin at the location of the sole of the IGV, which will increase the height of the IGV to h ₂ , i.e. will increase the ice breaking capacity of the vessel.

Claims

A method of destroying ice cover by an underwater vessel, which involves the generation of flexural-gravitational waves when the vessel moves under ice at resonant speed, characterized in that while the vessel is moving, the boundary layer of liquid is additionally blown off at the top of the vessel skin using a pump located inside the vessel water flow channel, while the water intake part of the channel is located in the bow of the vessel, and the channel exit is at the location of the sole of the flexural-gravitational wave.